节能与电能质量监测治理技术评估报告1217

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1、节能与电能质量监测治理技术评估报告（初稿）1技术基本情况研究背景随着国民经济的高速发展，对能源的需求也不断增长。而石油、煤炭等不可再生资源却日渐枯竭，因此如何实现节能和高效利用现有能源已成为当务之急。作为一种适用范围最广、使用最方便的清洁能源，电能的可持续发展已成为国民经济持续健康发展的重要基础。然而，随着社会的不断进步，电网中的电能质量问题却日益复杂，严重威胁着电网的安全可靠运行，同时社会对电能质量的要求也越来越高。因此，不论是出于经济性的考虑还是技术性的内在要求，追求高质量的电能已成为一种必然趋势，在电网侧推广电能质量治理技

2、术势在必行。电能质量问题的种类繁多，从暂稳态特性的角度看，可将其分为稳态电能质量问题和暂态电能质量问题（鉴于频率问题要求全网相同，不属于通常意义上的电能质量治理范畴，因此没将其列入）。与电网企业关系最为密切、事关电网安全的稳态电能质量问题主要包括谐波、间谐波、三相不平衡、功率因数、过电压、欠电压、电压波动与闪变等；暂态电能质量问题主要影响用户，如基于计算机和微处理器的测量、管理、生产及控制系统等，以电压暂降、暂升、中断的影响最为广泛和严重。对暂态电能质量问题的治理能力是电网企业优质供电水平的集中反映。上述部分典型电能质量问题的危

3、害如表一所示。另据统计，在不同行业，世界各国电能容量的10%-30%由电能质量问题的存在而白白浪费。例如谐波除了会造成电网谐波污染外，还会产生谐波功率，在电网和电力设备上造成附加损耗。电网异地无功输送会在线路上产生大量的能源损耗和浪费，而且会导致受端电压质量变差。因此各种电能质量治理措施在解决电能质量问题的同时，还对系统的节能降耗起到了积极的作用，挖掘了现有容量的潜力。表一电能质量问题的危害电能质量问题危害影响范围主要成因对电网影响的严重程度估计(A-非常严重、B-严重、C-一般严重)谐波增加电能损耗、缩短设备寿命；引起电网局部

4、谐振；引起继保和自动装置误动作，使电能计量混乱；对邻近的通信系统产生干扰。500kV换流站、电铁A110~330kV电铁A110kV以下各类非线性负荷B三相不平衡引起旋转电机的附加发热和振荡；引起以负序分量为起动元件的多种保护误动作；使半导体变流设备产生附加的谐波电流；使发电机的利用率下降；使电网损耗增加；干扰通信。110~330kV电铁的负荷不平衡B110kV以下负荷不平衡、系统三相阻抗不对称、消弧线圈的不正确调谐等B低功率因数增加网损，导致电压偏低110kV以下感性负荷比重大A间谐波使得采样数据或过零工作的继电器产生误差或误

5、操作；会在变压器电抗和电容器组间激起谐振；会引发闪变；使汽轮机发生转矩扭振；使无源滤波装置失效。配网波动性负荷、变频调速装置、串级调速装置、配电网中的铁磁振荡。C电压波动与闪变对邻近的电力用户产生不利影响；对灵敏性负荷产生扰动。配网风机的出力随风速变化；负载的切换和电动机的起动；冲击性负荷的运行变化。B暂降瘫痪服务器，引起用户端数据丢失，对大型敏感工业用户造成巨大的经济损失，影响各种电子设备的正常工作配网系统中某支路电流的短时增大，如雷击、短路、开关操作、变压器及电容器组的投切、大容量感应电机起动等C电能质量治理工作的顺利开展是

6、以准确有效的电能质量监测为依据的。电能质量监测技术为电能质量的评估、纠纷裁决、治理等提供理论与实践依据，从而提高电网的运行水平和服务水平，促进电力市场的不断完善。特别是在当前坚强智能电网成为我国电网发展新方向的背景下，对电网提出了智能供电、智能用电、高效的电力使用和服务、电网与用户以信息为基础进行互动和决策等要求。电能质量监测与治理正是实现上述要求的主要技术手段之一。发展情况电能质量监测设备经历了模拟式、数字式、智能式三个发展历程。随着计算机技术、大容量存储技术、通讯技术和网络技术的快速发展，为建立大范围的电能质量在线监测网络提

7、供了基本的技术保障。在线监测的实现，又进一步促进了信息交流与共享技术的发展。在电能质量治理方面，常规补偿技术由于性能所限，对某些电能质量问题的指标控制还存在相当大的局限，如广谱型随机谐波的抑制、动态无功补偿、电压波动和闪变的抑制、三相不平衡的补偿、暂态电压事件的控制等，难以取得满意的效果。随着大功率电力电子技术的发展，以及灵活交流输电系统技术和定制电力技术的提出和工程应用，电能质量的控制技术也迈入新的阶段。目前基于电力电子技术的工程实用的电能质量补偿或调节装置主要有以下几种：（1）实现无功补偿、电压调整、治理电压波动与闪变、三相

8、不平衡：静止无功补偿器、晶闸管投切电容器、晶闸管相控电抗器、自饱和电抗器、磁控电抗器等；（2）谐波与间谐波的治理：各种形式的有源电力滤波器（ActivePowerFilter，APF）；（3）电压暂降、暂升、中断等动态电能质量问题的治理：可采用具有动态电压补偿功